TW202232035A

TW202232035A - 全覆式產生防護性空氣壓差的方法

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Publication number: TW202232035A
Application number: TW110104725A
Authority: TW
Inventors: 劉志偉
Original assignee: 睿升科技有限公司
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2022-08-16
Also published as: TWI794737B

Abstract

一種全覆式產生防護性空氣壓差的方法，包含：以人物識別系統進行人物識別，當偵測到一人物時，產生一人物範圍座標，該人物範圍座標係依據該防護空間之投影座標而定義；定義該些送風裝置與該些排風裝置於該防護空間之個別投影座標；及依據該人物範圍座標，定義對應於該人物範圍座標之該些送風裝置、該些排風裝置為一第一範圍圈，使該第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速與非該第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速不同，進而形成一第一壓差範圍圈。

Description

全覆式產生防護性空氣壓差的方法

本發明是關於一種風場系統，特別是關於一種全覆式產生防護性空氣壓差的方法。

嚴重特殊傳染性肺炎(Coronavirus disease 2019，縮寫：COVID-19，簡稱新冠肺炎)，是人類歷史上致死人數最多的流行病之一，目前已經感染超過一億人口。由於COVID-19是經由呼吸道傳染的疾病，所以，與感冒病毒相同，皆為容易造成大規模傳染的流行病。

由於COVID-19的全球大規模傳染，導致了全球的傳染病的嚴格管控、醫療體系的崩盤、經濟體系的衝擊等等的重大問題。而醫療體系本身，由於其必須收治COVID-19的病患，因此，反而成為傳染病控制的最重要場所。於是，收治COVID-19病患的病房，由於其傳染力高的因素，以讓其入住入負壓病房為優先考量，以防止病房內的病毒擴散到病房外的其他地方。此外，接觸COVID-19病患的醫護人員，也必須穿上防護衣等設備，以防止其被感染。

即便病房以負壓病房，並經過防護衣的標準穿戴程序與消毒程序等，仍無法避免醫護人員於治療COVID-19病患過程中被感染的情形。以台灣部桃醫院新冠肺炎確診編號812患者引發的院內群聚感染的狀況，就是醫師於診治病患過程中遭到感染。可見，現有的防護衣搭配負壓病房的傳染病控制模式有相當大的改進空間。

因此，如何能在傳染病控制病房或者其他的需要進行使用者保護的應用場所當中，配置對如醫護人員或其他相關人員的主動空氣防護系統，讓醫護人員或該些人員的局部周圍以正壓包覆，對其形成保護層，以進一步降低醫護人員或其他人員遭到感染控制病房當中病患或其他應用場所的病毒或細菌傳染風險，成為主動防護技術發展的重要課題。

有鑑於此，本發明提出一種全覆式產生防護性空氣壓差的方法，運用流體力學的原理，透過人物辨識系統來辨識人物的存在以及其位置，再控制矩陣型風場產生系統於對應於人物的空間產生不同於其他部分的流速，藉以產生人物存在位置空間的正壓或負壓，以對該人物產生空氣護盾的特殊技術功效。

為達上述目的，本發明提出一種全覆式產生防護性空氣壓差的方法，運用於配置有具有一人物識別系統、一矩陣型風力產生系統之一防護空間，該矩陣型風力產生系統具有分別配置於該防護空間頂面與底面之一送風矩陣與一排風矩陣，該送風矩陣與該排風矩陣各具有複數個送風裝置與複數個排風裝置，該些送風裝置與該些排風裝置彼此面對，包含：以該人物識別系統進行人物識別，當偵測到一人物時，產生一人物範圍座標，該人物範圍座標係依據該防護空間之投影座標而定義；定義該些送風裝置與該些排風裝置於該防護空間之個別投影座標；及依據該人物範圍座標，定義對應於該人物範圍座標之該些送風裝置、該些排風裝置為一第一範圍圈，使該第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速與非該第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速不同，進而形成一第一壓差範圍圈。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

1:防護空間

2:地板

3:病患

100:人物辨識系統

110:人物識別控制器

121、122、12N:人物識別感測器

200:風場控制系統

300:矩陣型風力產生系統

310-1、310-2、310-N、330、340、350、350N-M、350-(N+1)-(M+1)、360、360-N-M、360-(N-1)-(M+1)、370:送風裝置

310-C0、350-C0、360-C0:中心範圍圈

310-C1、350-C1、360-C1:第一範圍圈

310-C2:第二範圍圈

310-C3:第三範圍圈

310a、320a、350a、370a:馬達

310b、320b、320b、350b、370b:控制器

310c、320c、350c、370c:進風口

310d、320d、350d、370d:風扇

310e、320e、350e-1、350e-2、350e-3、350e-4、370e-1、370e-2、370e-3、370e-4:風門

310f、320f、350f-1、350f-2、350f-3、350f-4、370f-1、370f-2、370f-3、370f-4:篩網

310g、320g、350g-1、350g-2、350g-3、350g-4、370g-1、370g-2、370g-3、370g-4:出風口

320-1、320-2、320-N:排風裝置

400:過濾系統

500:通風管道

611、611-1、611-2、611-3、611-4、612、621、622、630、640、650:風

700:人物

810-1、810-2:人物範圍

901、902、903:投影空間

第1圖，本發明一具體實施例中，於一防護空間的剖面示意圖。

第2A圖，本發明之具防護功能之風壓產生系統之系統架構圖。

第2B圖，本發明之人物識別系統的剖面空間配置與感測示意圖。

第2C圖，本發明之矩陣型風場產生系統的的剖面空間配置示意圖。

第3A圖、第3B圖，本發明的送風裝置310與排風裝置320的功能方塊圖。

第4A圖，本發明之防護空間1的上視投影空間901示意圖。

第4B圖，本發明之人物識別系統擷取到的影像資料示意圖。

第4C圖，本發明之防護空間1的上視送風裝置之投影空間示意圖。

第4D圖至第4E圖，本發明的以中心座標定義第一範圍圈的投影空間示意圖。

第4F圖至第4L圖，本發明的送風矩陣的不同實施樣態示意圖。

第5A圖至第5B圖，本發明的以中心座標定義第一範圍圈的投影空間示意圖，另一實施例。

第6A圖、第6B圖，本發明之四合一式之全覆式送風裝置的送風面與功能方塊圖。

第7A圖、第7B圖，本發明之周邊式送風裝置的送風面與功能方塊圖。

第7C圖，本發明第7A圖、第7B圖之周邊式送風裝置的矩陣排列示意圖。

第7D圖至第7E圖，本發明的以周邊式送風裝置隨人物移動的第一範圍圈移動示意圖。

第8A圖，本發明之周邊式送風裝置的送風面示意圖。

第8B圖，本發明第8A圖之周邊式送風裝置的矩陣排列示意圖。

第8C圖至第8D圖，本發明的以周邊式送風裝置隨人物移動的第一範圍圈移動示意圖。

第9A圖至第9C圖，本發明之第一具體實施例之全覆式產生防護性空氣壓差的方法流程圖。

第10A圖至第10D圖，本發明之第一具體實施例之周邊式產生防護性空氣壓差的方法流程圖。

本發明運用流體力學的自然法則，透過偵測人物的位置，並選取對應於人物位置上方的送風裝置與下方的排風裝置，讓其與其他非人物位置的送風裝置與排風裝置的風速不同，進而使人物位置所處的空間風壓與非人物位置空間的風壓不同，進而可對人物所處位置產生正壓或負壓，進而實現對該人物位置的範圍的空氣防護層的特殊技術功效。

請參考第1圖，本發明一具體實施例中，於一防護空間的剖面示意圖。本發明藉由幾個系統，來製造出人物所處位置的正壓或負壓。請同時參考第2A圖，本發明之具防護功能之風壓產生系統之系統架構圖。如第1圖所示，本發明運用了配置於防護空間1的頂面與底面(地板2之上)的矩陣型風力產生系統300，讓其可於人物700所處位置的範圍，風速不同。

為了達到讓人物700所處位置與其他位置的風速不同的目的，本發明採用了兩個系統：人物識別系統100與矩陣型風力產生系統300，並藉由一系列的技術手段來實現人物700(例如醫護人員)於所處位置的正壓，病患3所處位置的負壓，進而達到空氣防護層的特殊技術效果。如圖所示，當控制矩陣型風力產生系統300，位於人物700所處位置上方的送風裝置與下方的排風裝置，使其風速『小於』旁邊其他的送風裝置與排風裝置時，將產生流體力學的壓力差，進而使人物700所處位置的空間為正壓的狀況，如第1圖所示者。反之，當控制矩陣型風力產生系統300，位於人物700所處位置上方的送風裝置與下方的排風裝置，使其風速『大於』旁邊其他的送風裝置與排風裝置時，將產生流體力學的壓力差，進而使人物700所處位置的空間為負壓的狀況。而準確地確認人物700位置的人物識別系統100，就非常重要了。

人物識別系統100目前有許多種技術可資採用，例如，影像辨識系統、超音波影像辨識系統、光達影像辨識系統、紅外線熱感影像辨識系統、壓力墊系統等等，這些人物辨識系統都可有效地辨識有移動的人物700存在，以及其位置。而人物辨識系統100的設置位置，可依據防護空間1的空間大小，依據人物識別系統100所提供的規格書來設置。如第2B圖所示，人物識別系統100採用了人物識別控制器110、人物識別感測器121、人物識別感測器122......人物識別感測器12N。在本實施例中，人物識別感測器設置於防護空間的頂面，彼此具有交錯的掃描空間，因此，可以精確地感測到人物700的位置，以及其移動的狀態。

接著，請回頭參考第2A圖及第2C圖，具防護功能之風壓產生系統包括了主要幾個系統：人物辨識系統100、風場控制系統200、矩陣型風力產生系統300與過濾系統400。人物辨識系統100用以辨識至少一人物，並產生該至少一人物位於防護空間1中之至少一人物範圍座標，例如，第1圖當中的人物700。矩陣型風場產生系統300，包括一送風矩陣與一排風矩陣，其中的送風矩陣配置於防護空間1之頂面且排風矩陣配置於防護空間1之底面。送風矩陣與排風矩陣各具有複數個送風裝置與複數個排風裝置，該些送風裝置與該些排風裝置彼此面對排列(可採取一對一、多對一或一對多的模式)且各具有一送風裝置座標與一排風裝置座標。該些送風裝置與該些排風裝置接收一風場控制指令，以產生對應的送風風速與排風風速。過濾系統400以一通風管道500連接送風矩陣與排風矩陣，使送風矩陣與排風矩陣所流動之空氣得以過濾並消毒。風場控制系統200(例如，採用PLC/可程式邏輯控制器，工業電腦用伺服器等)，連接人物辨識系統100、矩陣型風場產生系統300，接收由人物辨識系統100所傳來之至少一人物範圍座標，依據至少一人物範圍座標計算一風場控制範圍參數，並依據風場控制範圍參數映射至矩陣型風場產生系統300中的送風矩陣與排風矩陣，以選取至少一第一範圍圈之該些送風裝置與該些排風裝置，並輸出該風場控制指令，以使該第一範圍圈之該些送風裝置之送風風速與非該第一範圍圈之該些送風裝置之送風風速不同，且使該第一範圍圈之該些排風裝置之排風風速與非該第一範圍圈之該些排風裝置之排風風速不同。

如第2C圖所示，在防護空間1當中，配置於頂面的送風裝置310-1、送風裝置310-2......送風裝置310-N，以及配置於底面的排風裝置320-1、排風裝置320-2......排風裝置320-N為一對一上下對應配置，其分別連結到通風管道500。整個空氣流動的方向(風向)，為：送風裝置310-1、送風裝置310-2......送風裝置310-N所產生的風611、風612......，向下吹後，由排風裝置320-1、排風裝置320-2......排風裝置320-N所排出的風621、風622......，再到過濾系統400前的風630，經過過濾系統400後，變為潔淨的風640，再轉向至送風裝置310-1......的進風口的風650。如此循環不已。而此空氣循環的主要動力就是送風裝置310-1、送風裝置310-2......送風裝置310-N，以及排風裝置320-1、排風裝置320-2......排風裝置320-N。

接著，請參考第3A圖、第3B圖，本發明的送風裝置310與排風裝置320的功能方塊圖。送風裝置310包括：進風口310c，連結通風管道500；風扇310d，面對進風口310c設置；馬達310a，帶動風扇310d，轉動後使風扇310d將進風口310c之空氣(風650)帶入：風門310e，設置於風扇310d的出風處，用以控制風扇310d的出風量；篩網310f，設置於風門310e的出風處，用以均勻化風門310e的出風量；出風口310g，設置於篩網310f之出風處，並面對防護空間1；控制器310b，連接馬達310a及風門310e，接收風場控制指令(來自風場控制系統200)後，調節馬達310a轉速與風門310e的大小，藉以調整送風風速。排風裝置320包括：進風口320c，面對防護空間1；一風扇，面對進風口320c設置；風門320e，設置於風扇320d的出風處，用以控制風扇320d之排風量；馬達320a，帶動風扇320d，轉動後使風扇320d將進風口320c之空氣(風611)帶入：排風口320f，設置於風門320e之出風處，面對該通風管道500，排出風621；控制器320b，連接馬達320a及風門320e，接收風場控制指令(來自風場控制系統200)後，調節馬達310a轉速與風門320e的大小，藉以調整排風風速。

由以上對第2圖的說明可知，本發明的風場控制系統200，主導了整個的系統流程。風場控制系統200從接收到的人物辨識系統100所傳來之至少一人物範圍座標，經過計算後，產生了對應的第一範圍圈。此第一範圍圈所劃定的送風裝置與排風裝置，就是風場控制系統200主要要調整風速的對象。一般而言，風場控制系統200在無人的狀態下，可採取等風速的方式下達風場控制指令，也就是，每台送風裝置所產生的送風風速相同，且每台排風裝置所產生的排風風速相同。更甚者，排風風速大於送風風速，這是可達成負壓病房的基本條件。

明顯地，本發明可經由人物識別系統100所傳來的人物範圍座標來產生對應的第一範圍圈，是因為本發明的人物辨識系統100與矩陣型風力產生系統300共用了防護空間，也就是，兩者有共同的投影平面。風場控制系統200清楚地掌握了人物辨識系統100所產生的人物700的人物範圍座標與矩陣型風力產生系統300的每個送風裝置與排風裝置的座標，所以，兩者可以相互映射。

然而，相較於針對人物700的人物範圍座標可為點、或線性的範圍，第一範圍圈所代表的送風裝置與排風裝置的座標卻為不連續的。因此，實際上，人物700的人物範圍座標與第一範圍圈所代表的送風裝置與排風裝置的座標並無法直接對應，因此，必須加以重新界定。

接下來，請參考第4A圖至第4E圖，其為本發明運用人物700的人物範圍座標來設定第一範圍圈的一具體實施例。第4A圖係為防護空間1的上視投影空間901，圖中可發現，人物700從點P1移動到點P2。此時，對人物辨識系統100來說(例如，影像辨識系統或紅外線影像辨識系統、超音波影像辨識系統)，其擷取到的影像資料如第4B圖所示，防護空間1的人物辨識系統100所辨識的投影空間902，人物700顯示為人物範圍810-1與人物範圍810-2。人物辨識系統100將代表人物範圍810-1、人物範圍810-2的人物範圍座標傳送給風場控制系統200。風場控制系統200可依據此人物範圍810-1、人物範圍810-2的人物範圍座標計算出其中心座標。接著，請參考第4C圖，防護空間1的上視送風裝置之投影空間903，風場控制系統200將投影空間轉換至送風裝置之投影空間903後，即可將人物範圍810-1、人物範圍810-2的人物範圍座標與送風裝置之投影空間903疊合，其中，點P1與點P2的中心座標，分別為(X1,Y1)、(X2,Y1)。接著，風場控制系統200即可依據人物範圍810-1與人物範圍810-2的人物範圍座標來界定第一範圍圈。

本發明定義第一範圍圈的方式有許多種具體實施例，例如，中心座標界定法、人物範圍座標界定法。以下，先介紹中心座標界定法，請參考第4D圖至第4E圖。在第4D圖中，風場控制系統200由所計算出來的點P1的中心座標(X1,Y1)來指定中心送風裝置，也對應指定中心排風裝置，亦即，中心送風裝置與中心排風裝置為包覆住點P1的座標者。然而，本實施例恰好為：包覆住點P1的中心座標(X1,Y1)的送風裝置與排風裝置為一個，然而，其他的情形可能是點P1的中心座標，剛好座落於兩個送風裝置之間，或者四個送風裝置之間。因此，點P1的中心座標實質上可能對應到的中心送風裝置與中心排風裝置為至少一個。此中心送風裝置與中心排風裝置的數量，又受到送風矩陣與排風矩陣的結構所影響。如第4C圖為方形緊密結構的矩陣，點P1的關聯最大中心送風裝置數量為4個；第4K圖則為送風裝置340方形交錯排列的矩陣，點P1的關聯最大中心送風裝置數量為3個；第4L圖則為送風裝置330六角形蜂巢結構矩陣，點P1的關聯最大中心送風裝置數量則為3個。

回到第4D圖，中心座標(X1,Y1)對應了一個送風裝置，風場控制系統200定義其為中心送風裝置310-C0，而包圍中心送風裝置310-C0其外的九個送風裝置則定義為第一範圍圈的送風裝置310-C1，包圍第一範圍圈的送風裝置310-C1其外的14個送風裝置則定義為第二範圍圈的送風裝置310-C2，依此類推。對於排風裝置而言，其程序相同，於此不多加贅述。

第4E圖中，人物700移動到了點P2，其中心座標(X2,Y1)同樣對應了一個送風裝置，風場控制系統200定義其為中心送風裝置310-C0，而包圍中心送風裝置310-C0其外的九個送風裝置則定義為第一範圍圈的送風裝置310-C1，包圍第一範圍圈的送風裝置310-C1其外的14個送風裝置則定義為第二範圍圈的送風裝置310-C2，依此類推。對於排風裝置而言，其程序相同，於此不多加贅述。

定義了中心送風裝置(1個以上)為中心範圍圈，以及第一範圍圈後，再控制對應的中心送風裝置、第一範圍圈送風裝置的風速與其他的風速不同，例如，中心送風裝置、第一範圍圈送風裝置的風速小於其他送風裝置的風速，即可造成第一範圍圈空間的正壓。反之，則可造成負壓。或者，中心送風裝置的風速最小，第一範圍圈的送風裝置風速次之，其他部分的送風裝置的風速最大；或者，反之。這些控制皆由風場控制系統200的控制程式執行。此即第4D圖、第4E圖的實施例的控制方式。

除了控制中心送風裝置與中心範圍圈的送風裝置的風速外(第4D圖、第4E圖的實施例)，另外一種方式為控制非中心送風裝置與中心範圍圈的送風裝置的其他送風裝置的風速，使其小於或大於中心送風裝置與中心範圍圈的送風裝置的風速。請參考第5A圖、第5B圖，這個實施例將中心範圍圈定義為人物範圍810-1的人物範圍座標所包含的所有送風裝置310-C0，圖例中有9個送風裝置。而送風裝置包圍其外的為第一範圍圈的送風裝置310-C1，共24個；包圍第一範圍圈外的第二範圍圈的送風裝置310-C2；包圍第二範圍圈外的第三範圍圈的送風裝置310-C3，依此類推。控制第一範圍圈、第二範圍圈、第三範圍圈的送風裝置，使其與中心範圍圈的送風裝置風速不同。同樣地，中心範圍圈的風速最小時，可使其空間範圍產生正壓，反之，產生負壓。

無論何種方式，本發明皆可藉由人物範圍座標來定義出第一範圍圈、中心範圍圈等，再藉由中心範圍圈或第一範圍圈內的風速與其他的不同，藉以達到局部空間正壓或局部空間負壓的特殊技術功效。概念上，無論是中心範圍圈或第一範圍圈那個包覆住人物範圍座標，本發明係以包覆住人物範圍座標的對應送風裝置為基礎，來讓人物所處空間產生正壓或負壓。

在第4D圖、第4E圖的實施例中，恰好第一範圍圈的大小可包覆住人物範圍810-1與人物範圍810-2。此為送風裝置的尺寸為20公分(cm)x20公分(cm)的實施例，三個送風裝置的尺寸為60公分，而一般人物的肩寬約在40~50公分之間。若送風裝置的尺寸較大或較小時，送風裝置的投影平面對應於人物範圍810-1、人物範圍810-2的數量可能會有所差異。第4F圖，送風裝置310的尺寸為20公分x20公分，人物700可由6~12個送風裝置所包覆；第4G圖，送風裝置311的尺寸為30公分x30公分，人物700可由4~9個送風裝置所包覆；第4H圖，送風裝置312的尺寸為40公分x40公分，人物700可由2~6個送風裝置所包覆；第4I圖，送風裝置313的尺寸為60公分x60公分，人物700可由1~4個送風裝置所包覆。

以中心座標來定義第一範圍圈的方式，在送風裝置尺寸較小時，具有適用性。然而，送風裝置的尺寸越大時，有可能造成第一範圍圈過大的情形，如第4H圖的實施例，第一範圍圈可能會涵蓋到12個送風裝置，而其範圍涵蓋到240公分x240公分，並不符合實際的需求。因此，本發明第4J圖採用了另外一種作法，在40公分x40公分的一個送風裝置370中，配置了4個出風口，使其變為實際上20公分x20公分的出風口。

以上的送風裝置的實施例，為全覆式送風裝置的技術，亦即，送風裝置的送風口(或出風口)為全面積出風的方式。換言之，送風裝置以方形M公分xM公分的面積一次送風，該面積所送出的風速相同。

請參考第6A圖、第6B圖，四合一式之全覆式送風裝置，送風裝置370包括：進風口370c，連結通風管道500；風扇370d，面對進風口370c 設置；馬達370a，帶動風扇370d，轉動後使風扇370d將進風口370c之空氣(風650)帶入：風門370e-1、風門370e-2、風門370e-3、風門370e-4，設置於風扇370d的出風處，用以控制風扇370d的出風量；篩網370f-1、篩網370f-2、篩網370f-3、篩網370f-4，各設置於風門370e-1、風門370e-2、風門370e-3、風門370e-4的出風處，用以均勻化風門370e-1、風門370e-2、風門370e-3、風門370e-4的出風量；出風口370g-1、出風口370g-2、出風口370g-3、出風口370g-4，各設置於篩網370f-1、篩網370f-2、篩網370f-3、篩網370f-4之出風處，並面對防護空間1；控制器370b，連接馬達370a及風門3703，接收風場控制指令(來自風場控制系統200)後，調節馬達370a轉速與風門370e-1、風門370e-2、風門370e-3、風門370e-4的大小，藉以調整送風風速。四合一全覆式排風裝置的結構，可與四合一全覆式送風裝置相同，即採取多個進風口，多個風門的方式。其中，風門370e-1、風門370e-2、風門370e-3、風門370e-4為可調整開度比例型。微控制器370b接收到風場控制系統200所傳來的風場控制指令後，控制馬達370a與風門370e-1、風門370e-2、風門370e-3、風門370e-4使出風口370g-1、出風口370g-2、出風口370g-3、出風口370g-4的風611-1、風611-1、風611-1、風611-1可不相同。

接下來，說明本發明的送風裝置之另一具體實施例，周邊式送風裝置與周邊式排風裝置。請參考第7A圖至第7E圖，本發明之方形周邊式送風裝置350的造型、功能方塊圖與第一範圍圈的界定方法實施例。周邊式送風裝置350包括了送風口350g-1、送風口350g-2、送風口350g-3、送風口350g-1，共四個。送風口350g-1、送風口350g-2、送風口350g-3、送風口350g-1個別設置於周邊式送風裝置350面對防護空間1之面的周邊，如第7A圖所示。

請參考第7B圖，周邊式送風裝置350包括：進風口350c，連結通風管道500；風扇350d，面對進風口350c設置；馬達350a，帶動風扇350d，轉動後使風扇350d將進風口350c之空氣(風650)帶入：四個風門350e-1、風門350e-2、風門350e-3、風門350e-4，設置於風扇350d的出風處，用以控制風扇350d的出風量；四個篩網350f-1、篩網350f-2、篩網350f-3、篩網350f-4，各設置於風門350e-1、風門350e-2、風門350e-3、風門350e-4的出風處，用以均勻化風門350e-1、風門350e-2、風門350e-3、風門350e-4的出風量；四個出風口350g-1、出風口350g-2、出風口350g-3、出風口350g-4，各設置於篩網350f-1、篩網350f-2、篩網350f-3、篩網350f-4之出風處，並面對防護空間1；控制器350b，連接馬達350a及風門3503，接收風場控制指令(來自風場控制系統200)後，調節馬達350a轉速與風門350e-1、風門350e-2、風門350e-3、風門350e-4的大小，藉以調整送風風速。四合一周邊式排風裝置的結構，可與四合一周邊式送風裝置相同，即採取多個進風口，多個風門的方式。其中，風門350e-1、風門350e-2、風門350e-3、風門350e-4為可調整開度比例型。微控制器350b接收到風場控制系統200所傳來的風場控制指令後，控制馬達370a與風門370e-1、風門350e-2、風門350e-3、風門350e-4使出風口350g-1、出風口350g-2、出風口350g-3、出風口350g-4的風611-1、風611-1、風611-1、風611-1可不相同。

接著，請參考第7D圖與第7E圖，當人物範圍座標的中心點A移至中心點B時，風場控制系統200即相對應地，將中心範圍圈350-C0與第一範圍圈350-C1移動，中心範圍圈由送風裝置350N-M移動至送風裝置350- (N+1)-(M+1)。

接著，請參考第8A圖至第8D圖，本發明之六角形周邊式送風裝置360的造型與第一範圍圈的界定方法實施例。相較於第7A圖至第7E圖的實施例可知，兩者差別在於出風口的數量，第8A的六角形周邊式送風裝置360的出風口共有六個，分為為：出風口360g-1、出風口360g-2、出風口360g-3、出風口360g-4、出風口360g-5、出風口360g-6，其面對防護空間的面，具體排列為第8B圖的蜂巢狀。在第8C圖與第8D圖中，當人物範圍座標的中心點A移至中心點B時，風場控制系統200即相對應地，將中心範圍圈360-C0與第一範圍圈360-C1移動，中心範圍圈由送風裝置360N-M移動至送風裝置350-(N-1)-(M+1)。

由以上說明可知，本發明藉由風場控制系統200來控制矩陣型風力產生系統，依據人物辨識系統100的人物範圍座標，藉由定義出第一範圍圈或中心範圍圈的方式來實現人物700所處空間的正壓或負壓。以下，將列舉數個控制方法的實施例，來說明本發明的正負壓產生與控制方法。

首先，請參考第9A圖至第9C圖，本發明之第一具體實施例之全覆式產生防護性空氣壓差的方法，主流程包含下列步驟：

步驟S101：以該人物識別系統進行人物識別，當偵測到一人物時，產生一人物範圍座標，該人物範圍座標係依據該防護空間之投影座標而定義。

步驟S102：定義該些送風裝置與該些排風裝置於該防護空間之個別投影座標。

步驟S103：依據該人物範圍座標，定義對應於該人物範圍座標之該些送風裝置、該些排風裝置為一第一範圍圈，使該第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速與非該第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速不同，進而形成一第一壓差範圍圈。

第9A圖的流程，主要的技術特徵有兩項：由人物範圍座標來定義第一範圍圈，以及控制第一範圍圈內與非第一範圍圈內的風速不同。如此，即可在第一範圍圈與非第一範圍圈產生空氣壓差。至於如何由人物範圍座標來定義第一範圍圈，本發明提供了一些具體的實施例：

第9B圖的流程，提供了定義第一範圍圈的一實施例：以通過該人物範圍座標的送風裝置為第一範圍圈。亦即，人物範圍座標所標示的為人物範圍的邊界座標，所有覆蓋住此邊界的送風裝置或排風裝置，皆為第一範圍圈者。第9B圖的實施例包括以下步驟：

步驟S111：通過該人物範圍座標之該些送風裝置、該些排風裝置定義為該第一範圍圈。

步驟S112：檢視該第一範圍圈所包圍的空間中是否仍有未被定義的該些送風裝置與該些排風裝置，若有，定義為一中心範圍圈。以第4F圖的實施例來說，人物700可能會被6~12個送風裝置所覆蓋，而最外圈的約略就是第一範圍圈。也就是，第一範圍圈的送風裝置的數量，可能是6個、8個或10個，而中心範圍圈的數量可能是0個、1個或2個。所以，第一範圍圈以本實施例的方式來界定時，有些狀況下是會沒有中心範圍圈的。

步驟S113：使該中心範圍圈、該第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速與非該中心範圍圈、第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速不同，進而形成一第一壓差範圍圈。

第一壓差範圍圈，可以是正壓，可以是負壓，端視應用場景而定。以負壓病房為例，若要保護醫護人員，則提供正壓環境給醫護人員，提供負壓環境給病人。相對地，第二壓差範圍圈則為第一壓差範圍圈的相反。

其中，當無中心範圍圈時，本發明提供了數種控制第一範圍圈內的送風裝置產生正壓的實施例，亦即，調整送風風速與排風風速的實施例。調整第一範圍圈內的正壓：I.透過調整該第一範圍圈內之該些送風裝置、該些排風裝置的送風風速與排風風速小於初始設定值，其他的送風裝置、排風裝置的風速則為初始設定值；II.透過調整非該第一範圍圈內之該些送風裝置、該些排風裝置的送風風速與排風風速大於初始設定值。調整第一範圍圈內的負壓：I.透過調整該第一範圍圈內之該些送風裝置、該些排風裝置的送風風速與排風風速大於初始設定值；II.透過調整非該第一範圍圈內之該些送風裝置、該些排風裝置的送風風速與排風風速小於初始設定值，該第一範圍圈的則為初始設定值。以上兩種方法，一種是調整第一範圍圈內的風速，另一種則為調整非第一範圍圈的風速，兩者調整的對象不同，但得到的技術效果相同。

當有中心範圍圈時，本發明提供了數種控制第一範圍圈內的送風裝置產生正壓的實施例，亦即，調整送風風速與排風風速的實施例。調整第一範圍圈內的正壓：I.透過調整該中心範圍圈、該第一範圍圈內之該些送風裝置、該些排風裝置的送風風速與排風風速小於初始設定值，其他的送風裝置、排風裝置的風速則為初始設定值，且中心範圍圈的部分，其風速小於第一範圍圈，也就是中心範圍圈的風速最小。調整第一範圍圈內的負壓：I.透過調整該中心範圍圈、該第一範圍圈內之該些送風裝置、該些排風裝置的送風風速與排風風速大於初始設定值，且中心範圍圈的部分，其風速大於第一範圍圈，也就是中心範圍圈的風速最大。以上兩種方法，一種是調整第一範圍圈內的風速，另一種則為調整非第一範圍圈的風速，兩者調整的對象不同，但得到的技術效果相同。

第9C圖的流程，提供了定義第一範圍圈的另一實施例：以中心座標來定義第一範圍圈。亦即，由人物範圍座標所計算的中心座標，來界定第一範圍圈的範圍。第9C圖的實施例包括以下步驟：

步驟S121：依據該人物範圍座標計算該人物之一中心座標。

步驟S122：依據該中心座標，選取最接近該中心座標之至少一個該送風裝置與至少一個該排風裝置為一中心範圍圈。如前所述，中心範圍圈的送風裝置數量，以第4F圖為例，有可能是1個、2個或4個。以第4K圖、第4L圖的實施例而言，有可能是1個、2個或3個。

步驟S123：定義包覆該中心範圍圈之該些送風裝置與該些排風裝置為一第一範圍圈，並檢視該第一範圍圈所包覆之範圍是否完全覆蓋該人物範圍座標。

步驟S124：若該第一範圍圈所包覆之範圍未完全覆蓋該人物範圍座標，增加選取可覆蓋住該人物範圍座標之至少一個該送風裝置與該排風裝置至該第一範圍圈。

步驟S125：使該中心範圍圈、該第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速與非該中心範圍圈、第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速不同，進而形成一第一壓差範圍圈。

比較第9B圖與第9C圖的實施例可知，兩者所界定的第一範圍圈有可能相同，也有可能不同。第9B圖的實施例中，有可能沒有中心範圍圈，而第9C圖的實施例中，一定會有中心範圍圈。所以，第一範圍圈的定義方法不同，可能可導引出相同範圍的第一範圍圈，也有可能不同。而一旦中心範圍圈與第一範圍圈定義出來後，其產生正壓與負壓的方法就如同前所述，於此不多加贅述。

以上的風場控制方法，係為以全覆式送風裝置、全覆式排風裝置為實施例時的控制方法。以下，將說明周邊式送風裝置、排風裝置的控制方法。請參考第10A圖至第10C圖，周邊式產生防護性空氣壓差的方法，主流程包含下列步驟：

步驟S201：以該人物識別系統進行人物識別，當偵測到一人物時，產生一人物範圍座標，該人物範圍座標係依據該防護空間之投影座標而定義。

步驟S202：定義該些送風裝置的該些送風口與該些排風裝置的該些排風口於該防護空間之個別投影座標。

步驟S203：計算該人物範圍座標當中之一中心座標。與全覆式送風裝置不同，周邊式送風裝置的出風口位於周邊，而全覆式送風裝置的出風口是整面。因此周邊式送風裝置的出風口的中心，都位於各個邊的中心，而全覆式送風裝置的出風口的中心，位於整面的中心。也因此，當人物範圍座標通過一個周邊式送風裝置時，有可能只通過一個、二個或三個出風口。而其通過的位置，是在其內或其外，很難判定。因此，以人物範圍座標的中心座標作為參考點，就可以較精準掌握周邊式送風裝置的出風口與人物範圍座標之間的關係。

步驟S204：依據該人物範圍座標，定義對應於該人物範圍座標之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口為一第一範圍圈，使該第一範圍圈內所有的該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速與非該第一範圍圈之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速不同，進而形成一第一壓差範圍圈。

定義第一範圍圈的一實施例，如第10B圖所示。

步驟S211：依據該人物範圍座標，選取大於且最接近於該人物範圍座標與該中心座標之距離所對應之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口為一第一範圍圈，且使該第一範圍圈的該些送風口能包圍住該人物範圍座標。與全覆式送風裝置不同，由於全覆式送風裝置可以『覆蓋住』人物座標範圍，而構成封閉的結構；而周邊式送風裝置由於出風口設於周邊，所以，人物座標範圍所通過的出風口，彼此可能呈現開放是的，而未彼此連結。因此，本發明的其中一個實施例是形成一個封閉的，由出風口彼此連結的封閉結構。

步驟S212：使該第一範圍圈內所有的該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速小於非該第一範圍圈之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速，進而形成一正壓差範圍圈。

步驟S213：使該第一範圍圈內所有的該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速大於非該第一範圍圈之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速，進而形成一負壓壓差範圍圈。

定義第一範圍圈的另一實施例，如第10C圖所示。

步驟S221：依據該人物範圍座標，選取通過該人物範圍座標所對應之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口為一第一範圍圈。

步驟S222：使該第一範圍圈內所有的該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速小於非該第一範圍圈之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速，進而形成一正壓差範圍圈。

步驟S223：使該第一範圍圈內所有的該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速大於非該第一範圍圈之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速，進而形成一負壓壓差範圍圈。

步驟S211~步驟S213與步驟S221~步驟S223兩者都是定義第一範圍圈的方法。此外，還可進一步定義中心範圍圈，如第10D圖所示。

步驟S231：定義包圍該中心座標之該些送風裝置的該些送風口與該些排風裝置的該些排風口為一中心範圍圈。如前所述的實施例，這裡的中心範圍圈，是以包圍的概念，類似步驟S211~步驟S213。由於中心座標是點，所以，其可能位於周邊式送風裝置的出風口，也可能位於出風口以外。以第4F圖的實施例為例，如果剛好位於出風口，則包圍中心座標的周邊式送風裝置的出風口數量，可能是五個，也就是，相鄰的一個出風口以及包含該周邊式送風裝置本身的四個出風口；也可以是一個，也就是該個出風口。如果中心座標剛好位於兩個出風口之間，那麼，包圍中心座標的周邊式送風裝置的出風口數量，則為八個(封閉式包圍)，也可以採用兩個(開放式包圍)。若中心座標恰好座落於四個出風口之間，那麼，包圍中心座標的周邊式送封裝置的出風口數量是四個。依此類推。這裡的包圍的概念，除了可以用步驟S111~步驟S113的封閉式包圍的概念來詮釋，也可以用開放式包圍的概念來詮釋。。

步驟S232：使該第一範圍圈內所有的該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速小於非該第一範圍圈之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速，且使該中心範圍圈內所有的該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速小於該第一範圍圈之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速，進而形成一正壓差範圍圈。

步驟S233：使該第一範圍圈內所有的該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速大於非該第一範圍圈之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速，且使該中心範圍圈內所有的該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速大於該第一範圍圈之該些送風裝置的該些送風口、該些排風裝置的該些排風口所產生之風速，進而形成一負壓差範圍圈。

步驟S231~步驟S233的實施例中，其目的同樣在創造中心範圍圈、第一範圍圈等不同層的風速，以期達到第一範圍圈當中，或者，從中心範圍圈到第一範圍圈到其他的部分的風速遞增或遞減的狀態。

同樣地，步驟S231~步驟S233也可採用控制第一範圍圈之外的出風口，使其速度不同於第一範圍圈之內的出風口風速。作法如前所述，於此不再贅述。

然而，偵測到人物後，判斷這個人是什麼人？是醫護人員，還是病人，接下來才知道要如何對該人物進行壓差的保護。以下，將列舉數個實施例來說明。

在本發明的一個實施例中，採用只有一個特定的對象有標籤，也就是單標籤，例如醫護人員，或者病患，也就是非黑即白的概念。具體的作法為：當所辨識之該人物有一標籤時，形成該第一壓差範圍圈；當所辨識之該人物無該標籤時，依據該人物範圍座標，選取通過該人物範圍座標所對應之該些送風裝置、該些排風裝置為一第一範圍圈，使該第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速與非該第一範圍圈之該些送風裝置、該些排風裝置所產生之風速不同，進而形成一第二壓差範圍圈，該第二壓差範圍圈與該第一壓差範圍圈相反。

接著，在本發明的另一種實施例中，採用雙標籤的作法。也就是，當所辨識之該人物有一第一標籤時，形成該第一壓差範圍圈；當所辨識之該人物有一第二標籤時，形成一第二壓差範圍圈，該第二壓差範圍圈與該第一壓差範圍圈相反。

其中標籤係為一射頻識別標籤之實體標籤，或由該人物識別系統所產生之一特定人物判斷之軟體標籤(Soft Tag)。所謂的軟體標籤，就是由人物識別裝置依據其系統的判斷，例如，判斷醫護人員的穿著材質(防護衣)，與病患的穿著材質(棉質衣料)，進而判斷其身份，來產生對應的軟體標籤。

由以上的多種實施例可知，本發明藉由實現對於人物700的人物識別、人物所處的範圍定義(第一範圍圈)以及不同風速的產生，進而產生對於人物周圍的風壓不同，而創造一個防護性的風壓空間，進而實現對於醫護人員或其他需受保護人員的主動式防護。此一主動式防護，就相當於一個空氣防護罩，並且，隨侍在側，跟隨著醫護人員的位置而移動。於是，實施本發明的技術，可讓醫護人員，在現代負壓病房仍有缺陷的情況下，對醫護人員增加一層防護網，藉以降低醫護人員遭到感染的可能性。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。